7576
.pdf31
реагент доставляется самосвалами или в вагонах по железной дороге. С пандуса высотой 1,2 м коагулянт выгружается в растворные баки, частично заполнен-
ные водой. Приготовленный раствор необходимой крепости после 2-4 часового отстаивания перекачивается в баки-хранилища. Далее, по мере необходи-
мости, крепкий раствор перекачивается в расходные баки, где концентрация его доводится до рабочей (не более 12%). Затем раствор коагулянта рабочей концентрации насосами подается в дозирующее устройство и оттуда к месту ввода.
Порядок расчета
Суточный расход товарного коагулянта составит:
|
Qполн D |
|
|
||
Gсут |
сут |
k |
, т/сут ; |
(3.8) |
|
10000 |
P |
||||
|
|
|
Где Qсутполн - суточный расход воды в м3/сут ;
Dk - расчетная доза реагента в г/м3 по безводному продукту ;
P - процентное содержание в реагенте безводного продукта для сер-
нокислого алюминия 33,5 %.
Объем растворных баков Wp определяется из условия кратности их 60-
тонным вагоном или 3 – 5 или 7-ми тонным самосвалом.
Общая полезная емкость растворных баков принимается из расчета 1,9 -
2,2 м3 на 1т очищенного коагулянта и 2,2-2,5 м3 на 1т неочищенного коагулян-
та. Так, при поступлении на станцию одного большегрузного железнодо-
рожного вагона грузоподъемностью 60 т с неочищенным коагулянтом, емкость баков должна составлять (2,2 -2,5) – 60 м3. Количество растворных баков прини-
мается не менее трех.
Врастворных баках предусматривается съемная колосниковая решетка
спрозорами 10-15 мм. Объем осадочной или подрешеточной части принимает-
ся 30% от объема бака.
Из отстойной части растворных баков крепкий раствор забирается при по-
мощи поплавка и подается в баки-хранилища. Должен предусматриваться 30
32
суточный запас коагулянта на станции. При определении фактического вре-
мени запаса коагулянта в баках-хранилищах должно учитываться время хране-
ния реагента в растворных баках.
Например, если растворные баки обеспечивают 7-ми суточное потребление реагента (Тр=7 сут.), а общий запас реагента создается на 30 сут (Т=30 сут), то фак-
тическое время хранения раствора в баках-хранилищах составит:
Txp T Tp 30 7 23 сут. |
(3.9) |
За этот период будет израсходовано товарного глинозема: |
|
Gxp Gсут Txp , т |
(3.10) |
Объем баков-хранилищ определяется из расчета 1,5-1,7 м3 на 1 т товарного |
|
продукта: |
|
Wxp n 1,5 1,7 Gxp , м3 |
(3.11) |
n - число баков-хранилищ принимается не менее 3.
Из баков-хранилищ крепкий раствор перекачивается по мере необходимо-
сти в расходные баки. Емкость расходных баков должна быть не менее сменной потребности, а количество баков не менее двух.
Часовой расход раствора коагулянта определяется:
qч |
Gсут Р |
3 |
|
||
|
|
(3.12) |
|||
24 |
B |
||||
|
, м /ч |
Gсут - суточный расход товарного коагулянта, т/сут;
Р- содержание безводного продукта в реагенте, % (для сернокислого алюми-
ния 33,5%);
В- концентрация раствора, % ;
- плотность раствора реагента, т/м3 .
В таблице 14 приведены значения плотности сернокислого алюминия при разной концентрации раствора и температуре t=19°С.
33
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
|
|
Плотности раствора коагулянта |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вещество |
|
Плотность раствора , т/м3 |
|
|
|||
|
|
при концентрации % по массе |
|
||||
|
4 |
6 |
|
8 |
|
10 |
20 |
Аl2(SO4)3 |
1,04 |
1,06 |
|
1,083 |
|
1,105 |
1,226 |
Емкость каждого расходного бака составит: |
|
|
|||||
|
|
W qч t , |
м3 |
|
(3.13) |
T - число часов в смене, ч ;
qч - часовой расход раствора коагулянта, м3 /ч.
Для растворения коагулянта в растворных баках и перемешивания в расход-
ных баках применяется воздушный барботаж. Интенсивность подачи воздуха при-
нимается:
-для растворения - 8 10 л/(с.м2);
-для перемешивания - 3 5 л/(с.м2).
Общее количество воздуха для растворения и перемешивания можно подсчитать следующим образом:
QB Q раств Q расх , м3/мин |
(3.14) |
Q раств - количество воздуха для растворения коагулянта в растворных ба-
ках, м3/мин ;
Q расх - количество воздуха для перемешивания коагулянта в рас-
ходных баках, м3/мин. |
|
|
|
|
|
Q |
раств |
n F |
раств |
q , м3/мин |
(3.15) |
|
|
1 |
|
||
n - количество одновременно работающих растворных баков; |
|
||||
Fраств - площадь в плане растворного бака, м2 ; |
|
||||
q1 - интенсивность подачи воздуха для растворения, л/(с.м2). |
|
||||
|
Qрасх m Fрасх q2 |
(3.16) |
m - количество одновременно работающих расходных баков;
34
Fрасх - площадь в плане расходного бака, м2 ;
q2 - интенсивность подачи воздуха для перемешивания, л/(с.м2).
Для подачи воздуха применяют воздуходувки. По найденному расходу воздуха и данным табл.15 можно подобрать воздуходувку. Их количество должно быть не менее двух: одна рабочая и одна резервная. Диаметр воздухо-
проводов можно определить по уравнению:
d |
|
4 QB |
|
(3.17) |
|
V |
|||||
|
|
|
|
V- скорость движения воздуха, принимается равной 10-15 м/с. По площа-
ди баков воздух распределяется при помощи дырчатых винипластовых труб,
уложенных под решетками растворных или по дну расходных баков отверстия-
ми вниз на расстоянии 0,4- 0,5 м друг от друга. Скорость выхода воздуха из от-
верстий принимается 20-30 м/с при диаметре отверстий 3 - 4 мм.
Характеристики воздуходувок
|
|
|
|
Таблица 15 |
Избыточное |
|
Подача, м3/мин |
|
|
давление |
ВК-1,5М1 |
ВК-3М1 |
ВК-6М1 |
ВК-12М1 |
3 |
1,58 |
3,48 |
6,3 |
10,5 |
6 |
1,4 |
3,1 |
5,7 |
10,4 |
8 |
1,18 |
2,54 |
5,45 |
10,3 |
10 |
0,91 |
2,09 |
4,9 |
10,2 |
12 |
0,64 |
1,54 |
4,2 |
9,9 |
14 |
0,38 |
0,98 |
3,6 |
9,6 |
16 |
0,13 |
0,55 |
2,75 |
9,2 |
18 |
0 |
0 |
1,9 |
8,9 |
20 |
- |
- |
0 |
7,8 |
3.4. Дозирование реагентов
Дозирование реагентов в обрабатываемую воду, равномерность их рас-
пределения во всем объеме обрабатываемой воды, являются ответственным этапом водообработки. От их совершенства в значительной степени зависит не только степень очистки воды, но и экономичность технологии.
В водоподготовке применяют дозаторы растворов и суспензий, газов и сухих реагентов, которые можно классифицировать на три вида: дозаторы по-
стоянной дозы; пропорциональные, автоматически устанавливающие дозу в
35
соответствии с изменяющимся расходом воды или ее качеством, и насосы-
дозаторы. Дозаторы растворов, суспензий и газов можно подразделить на дози-
рующие реагенты в открытый поток и в напорный трубопровод. При сухом способе дозирования реагентов их вводят в открытый поток или в специальный смеситель, где они быстро растворяются.
Сухие гранулированные или порошкообразные реагенты дозируют шне-
ковыми, ленточными, тарельчатыми, объемными, массовыми и вибрационными дозаторами.
Важной и неотъемлемой частью сухих дозаторов является растворная ка-
мера. При непосредственном вводе сухих реагентов в воду они падают на дно нерастворенными. Максимальную концентрацию реагента в растворном ба-
кепринимают равной 1/4 концентрации насыщенного раствора при обычной температуре воды. Вместимость растворных баков принимают не менее 20 л.
Для более полного смешения реагента с водой и его лучшего растворения предусматривают электрические мешалки или форсунки. Для точного регули-
рования количества воды, поступающей в растворную камеру, применяют раз-
личные водомеры.
Дозаторы, предназначенные на поддержание заданных параметров обра-
батываемой воды (электропроводности, рН и т.д.), регулируют расход реаген-
тов независимо от расхода воды на очистных сооружениях. Схема устройства и работы пропорционального дозатора простейшего типа показана на рис. 3.
Из бака вода выходит через патрубок с диафрагмой и направляется через воронку также в смеситель. В баке имеется поплавок, который с помощью тро-
сика, перекинутого через блоки, поддерживает на определенной высоте дози-
рующую трубку диафрагмы. Через эту трубку из второго бака вытекает раствор реагента, уровень которого в баке поддерживается постоянным благодаря ша-
ровому клапану. При увеличении количества воды, поступающей на обработку,
уровень воды в баке повышается, поплавок поднимается, дозирующая трубка опускается, и расход раствора реагента увеличивается пропорционально расхо-
36
ду обрабатываемой воды. В баке исходной воды успокоительная камера отде-
лена перегородкой.
Рис. 3. Дозатор пропорциональной дозы а) и «плавающая труба» б)
1 – приемная воронка; 2 – диафрагма; 3,7 – водомерный и реагентный баки; 4 – поплавок; 5 – блоки; 6 – дозирующая диафрагма; 8 – шаровой кран; 9,14 – дозирующая и плавающая трубки; 10 – барабан лебедки; 11 – водомер; 12 - реле; 13 – магнитный пускатель
В последние годы в отечественной и зарубежной практике для дозирова-
ния реагентов все более широко используют плунжерные и винтовые насосы-
дозаторы. К первым относятся насосы типа НД с подачей 0,16.2,5 м3/ч и давле-
37
нием 981 кПа, а ко вторым - марки 1В6/10Х с подачей 0,5.6 м3/ч и давлением
392 Па (табл. 16).
Характеристика насосов-дозаторов
|
|
|
Таблица 16 |
Марка насоса- |
Производительность, |
Напор, |
Мощность электро- |
дозатора |
м3/ч |
м |
двигателя, кВт |
НД-100/10 |
0,1 |
100 |
0,27 |
НД-160/10 |
0,16 |
100 |
0,6 |
НД-400/10 |
0,4 |
100 |
1,0 |
НД-630/10 |
0,63 |
100 |
1,1 |
НД-1000/10 |
1,0 |
100 |
2,2 |
НД-1600/10 |
1,6 |
100 |
3,0 |
НД-2500/10 |
2,5 |
100 |
3,0 |
Н1В6-10Х |
0,45 – 4,3 |
60 |
4,0 |
3.5. Отделение извести
Схемы известкового хозяйства изображены на рис. 4. Известкование про-
изводят при коагулировании воды, когда недостаточна щелочность, а также с целью умягчения или при стабилизационной обработке. Доза извести при умягчении определяется по уравнениям:
а) при |
|
Ca 2 |
Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
20 |
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
СО2 |
|
Д К |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
ЖК |
|
0,3 |
|
, мг/л |
(3.18) |
|
|
|
|
|||||||
И 28 |
22 |
РК |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38
Рис.4 Известковое хозяйство при сухом (а) и жидкостном (б) хранении извести:
1 - бункер; 2 - контейнер; 3 - таль с электроприводом; 4 - известегасилка; 5 - сливной желоб; 6,7 - пропеллерная мешалка и бак для известкового молока; 8 - насос-дозатор; 9 - бак для отходов; 10 - корзина с известью; 11 - бак известкового теста; 12 - насос; 13 - отвод известкового молока
б) при |
Ca2 |
Ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
20 |
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
Д |
К |
|
Ca2 |
|
|
|
|
Д |
И |
28 |
2 |
2 Ж |
К |
|
|
|
|
0,5 |
|
, мг/л |
(3.19) |
||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
22 |
|
|
РК |
|
20 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39
в) при известково-содовом умягчении воды:
|
|
|
СО |
|
|
|
|
|
Mg 2 |
|
|
Д |
К |
|
|
|
|
Д |
И |
28 |
2 |
Ж |
К |
|
|
|
|
|
0,5 |
|
, мг/л |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
22 |
|
|
|
12 |
|
|
РК |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДС |
53 |
|
ЖНК |
|
|
|
|
, мг/л |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
РК |
1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.20)
(3.21)
Доза извести при подщелачивании определяется по уравнению (3.20).
На очистные сооружения известь может поступать в виде порошка и комьев или же в виде известкового молока и теста. Комовая известь поставля-
ется в вагонах или автосамосвалах навалом, порошкообразная. Тесто поставля-
ется в контейнерах, известковое молоко - в цистернах емкостью 1,5 м3. Порш-
кообразная и в виде комьев известь может храниться на станции сухим и мок-
рым способом; известковое молоко или тесто хранится мокрым способом. При расходе извести до 50 кг/сут по СaO допускается применение схемы с исполь-
зованием известкового раствора, получаемого в сатураторах двойного насыще-
ния. Отделение извести состоит из двух изолированных помещений. В первом размещается склад с оборудованием для приготовления и хранения крепкого известкового молока, а во втором — оборудование для приготовления
очистки и дозирования известкового молока рабочей концентрации.
При сухом хранении площадь складских помещений может опреде-
ляться по формуле (3.3), принимая h=1,5м; в - 50-70%, - 1,0 т/м3.
Если известь доставляется в контейнерах, то высота слоя реагента h = 2-3 м. Полученное значение площади должно быть проверено на прием и раз-
мещение партии извести по формуле (3.4) в зависимости от способа достав-
ки. Со склада известь подается грузоподъемным механизмом на гашение в известегасилки или шаровые мельницы. Шаровые мельницы применяются
при расходе извести более 30 т/сут.
Требуемая производительность известегасильного аппарата или шаро-
вой мельницы может определяться по формуле: |
|
||
Q |
Qп |
K , т/ч |
(3.22) |
|
|||
a |
Тс |
|
|
|
|
40
Qп - суточная потребность извести, т ;
Тс - время работы станции очистки в сутки, ч ;
K - коэффициент, учитывающий перерывы в работе аппаратов:
Qп D |
|
Q |
в , т/сут |
(3.23) |
|
|
|
||||
10000 |
|||||
|
|
|
D – доза извести, мг/л ;
Qп - суточная потребность извести, м3/ сут ;
в – процентное содержание чистого безводного вещества в техническом реагенте;
K =3 – 4 .
Подбор известегасильных аппаратов осуществляется по требуемой производительности и данным табл.17.
Характеристика известегасилки и мельницы
|
|
|
|
|
Таблица 17 |
Марка |
Производительность, |
Габаритные размеры, мм |
Мощность элек- |
||
|
т/ч |
длина |
ширина |
высота |
тродвигателя кВт |
|
|
Известегасилки |
|
|
|
С-322 |
1,0 |
1770 |
1750 |
1540 |
4,5 |
С-703 |
1,5-2,0 |
3260 |
980 |
1030 |
2,8 |
СМ-1247 |
2,0-3,0 |
2800 |
996 |
1560 |
2,2 |
|
|
Шаровые мельницы |
|
|
|
СМ-432 |
0,5-1,9 |
5088 |
1800 |
1700 |
20 |
СМ-603А |
1,5-6,0 |
7335 |
2215 |
2220 |
55 |
СМ-601 |
2,9-13.3 |
9569 |
3140 |
2800 |
100 |
Количество их должно быть не менее двух (один - рабочий, один -
резервный). В известегасильных аппаратах получают известковое молоко с кон-
центрацией 15-30% по СаО, затем оно сливается в баки-хранилища «крепкого» известкового молока. Количество их принимается не менее двух, а емкость и размеры могут быть определены по формуле (3.6). При этом t=12-16 ч, вр =1530% , =1,0 т/м3. Конструкция этих баков аналогична конструкции расходных баков для хранения коагулянта. Для предотвращения осаждения частиц извести на дно баков, также предусматривается подача воздуха с интенсивностью 8-10 л/с·м3.
Во втором помещении размещаются насосы типа ФГ, гидроциклоны, ме-